CN112858985A - 一种避雷器用放电计数器校验仪整检装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种避雷器用放电计数器校验仪整检装置及检测方法，涉及避雷器用放电计数器校验仪的检测领域，该装置包括整检主机和上位机，该整检主机包括：冲击电流取样模块，其用于采集雷电冲击电流，并将雷电冲击电流转化为小电流信号；冲击电压取样模块，其用于采集雷电冲击电压，并将雷电冲击电压转化为小电压信号；波形测量模块，用于分别对小电流信号和小电压信号进行分析，绘制对应的波形曲线；正弦电流测量模块，其用于采集放电计数器校验仪输出的正弦电流，并测量正弦电流幅值；上位机用于根据波形曲线和正弦电流幅值，评价放电计数器校验仪的性能。本申请，不仅实现检测过程简单，可高效快速完成对放电计数器校验仪的性能检测。

Description

一种避雷器用放电计数器校验仪整检装置及检测方法

技术领域

本申请涉及避雷器用放电计数器校验仪的检测领域，具体涉及一种避雷器用放电计数器校验仪整检装置及检测方法。

背景技术

目前，电力***用避雷器用于避雷，以保护交流电力***的电气设备免遭大气过电压和操作过电压损坏，广泛应用于发电、输变、充电、配电***中。避雷器常放置在电压输入、输出设备如电压互感器、GIS 出线套管等旁边，并串联一个放电计数器，以测量避雷器受到雷击放电的次数。

具体地，放电计数器是通过电磁感应原理制成，当避雷器泄放电流时会产生一个电磁场，由于感应原理产生脉冲信号，放电计数器与避雷器串联运行，实时监测避雷器泄漏电流的变化情况和记录避雷器的放电动作次数。根据泄漏电流的变化情况，可及时判断避雷器运行过程中的异常情况，防止事故的发生，提高电力***运行的可靠性。

相关技术中，避雷器用放电计数器校验仪是对放电计数器进行校验的仪器，其原理就是产生一个标准的雷电冲击电流，让该放电计数器进行动作，以校验该放电计数器是否能动作、以及是否会误动作。

但是，当前并没有对放电计数器校验仪进行整体校验的装置，多采用冲击电流采样用电流互感器（罗氏线圈）测量电流大小，然后采用示波器查看波形，导致对试验人员的专业水平要求较高，且人工读数误差较大，致使校验误差率较大。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种避雷器用放电计数器校验仪整检装置及检测方法，以解决相关技术中缺少对放电计数器校验仪进行整体校验的装置的问题。

本申请第一方面提供一种避雷器用放电计数器校验仪整检装置，用于对避雷器用放电计数器校验仪进行性能检测，其包括整检主机和与整检主机连接的上位机，上述整检主机包括：

冲击电流取样模块，其用于采集上述放电计数器校验仪输出的雷电冲击电流，并将上述雷电冲击电流转化为小电流信号；

冲击电压取样模块，其用于采集上述放电计数器校验仪输出的雷电冲击电压，并将上述雷电冲击电压转化为小电压信号；

波形测量模块，其用于分别接收上述小电流信号和小电压信号，并分别对上述小电流信号和小电压信号进行分析，绘制对应的波形曲线；

正弦电流测量模块，其用于采集上述放电计数器校验仪输出的正弦电流，并测量正弦电流幅值；

上述上位机用于根据上述波形曲线和正弦电流幅值，评价上述放电计数器校验仪的性能。

一些实施例中，以上述小电流信号对应的波形曲线为冲击电流波形曲线，以小电压信号对应的波形曲线为冲击电压波形曲线；

上述整检主机还包括：

上位机接口模块，其用于接收上述波形测量模块输出的冲击电流波形曲线、冲击电压波形曲线、以及上述正弦电流测量模块输出的正弦电流幅值；其还用于将上述波形曲线、以及正弦电流幅值上传至上述上位机。

一些实施例中，上述上位机包括：

存储模块，其内预存有雷电冲击电流波形的标准曲线和雷电冲击电压波形的标准曲线，还预存有标准电流幅值；

控制模块，其用于将上述波形曲线与对应的标准曲线进行对比，以及将上述正弦电流幅值与标准电流幅值进行对比，并基于各对比结果，评价上述放电计数器校验仪的性能。

一些实施例中，上述正弦电流测量模块还用于采集上述放电计数器校验仪输出的工频电压，并测量工频电压幅值；

上述存储模块还预存有标准电压幅值。

一些实施例中，上述整检主机还包括电流发生模块，上述电流发生模块用于当没有电流通过放电计数器校验仪时，向放电计数器校验仪输入持续电流。

一些实施例中，上述冲击电流取样模块为高精度分流器；

上述冲击电压取样模块为高精度分压器；

上述波形测量模块为高带宽示波器；

上述正弦电流测量模块为高精度数字万用表。

一些实施例中，上述整检主机还包括电源模块，上述电源模块分别给上述冲击电流取样模块、冲击电压取样模块、波形测量模块和正弦电流测量模块供电。

本申请第二方面通过一种避雷器用放电计数器校验仪整检装置的检测方法，其包括步骤：

采集上述放电计数器校验仪输出的雷电冲击电流，并将上述雷电冲击电流转化为小电流信号；

采集上述放电计数器校验仪输出的雷电冲击电压，并将上述雷电冲击电压转化为小电压信号；

分别接收上述小电流信号和小电压信号，并分别对上述小电流信号和小电压信号进行分析，绘制对应的波形曲线；

采集上述放电计数器校验仪输出的正弦电流，并测量正弦电流幅值；

根据上述波形曲线和正弦电流幅值，评价上述放电计数器校验仪的性能。

一些实施例中，评价上述放电计数器校验仪的性能之前，还包括：

预先存储雷电冲击电流波形的标准曲线和雷电冲击电压波形的标准曲线，以及标准电流幅值。

一些实施例中，评价上述放电计数器校验仪的性能，具体包括：

将上述小电流信号对应的波形曲线与上述雷电冲击电流波形的标准曲线进行对比；当二者匹配时，判断上述放电计数器校验仪的电流冲击信号计数准确；

将上述小电压信号对应的波形曲线与上述雷电冲击电压波形的标准曲线进行对比；当匹配时，判断上述放电计数器校验仪的电压冲击信号计数准确；

将上述正弦电流幅值与标准电流幅值进行对比，当二者的幅值偏差不超过偏差阈值时，判断上述放电计数器校验仪的正弦电流正弦波电流信号准确。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请的避雷器用放电计数器校验仪整检装置及检测方法，由于该整检装置包括整检主机和上位机，而整检主机包括将雷电冲击电流转化为小电流信号的冲击电流取样模块、将雷电冲击电压转化为小电压信号的冲击电压取样模块、分别对小电流信号和小电压信号进行分析并绘制对应波形曲线的波形测量模块、以及测量正弦电流幅值的正弦电流测量模块，上位机可根据波形测量模块输出的波形曲线、以及正弦电流测量模块输出的正弦电流幅值，评价放电计数器校验仪的性能，因此，不仅实现整检装置高集成化，且检测过程简单，可高效快速完成对放电计数器校验仪的性能检测。

附图说明

图1为本申请实施例的避雷器用放电计数器校验仪整检装置的示意图；

图2为本申请实施例的检测方法的流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本申请实施例提供了一种避雷器用放电计数器校验仪整检装置及检测方法，其能解决相关技术中缺少对放电计数器校验仪进行整体校验的装置的问题。

如图1所示，一种避雷器用放电计数器校验仪整检装置，用于对放电计数器校验仪进行性能检测。该整检装置包括整检主机和与整检主机连接的上位机。该整检主机包括冲击电流取样模块、冲击电压取样模块、波形测量模块和正弦电流测量模块。

本实施例中，冲击电流取样模块连接放电计数器校验仪的雷电冲击电流信号输出端，冲击电压取样模块连接放电计数器校验仪的雷电冲击电压信号输出端，正弦电流测量模块连接放电计数器校验仪的正弦电流信号输出端。

上述冲击电流取样模块用于采集上述放电计数器校验仪输出的雷电冲击电流，并将上述雷电冲击电流转化为小电流信号。

上述冲击电压取样模块用于采集上述放电计数器校验仪输出的雷电冲击电压，并将上述雷电冲击电压转化为小电压信号。

上述波形测量模块用于分别接收上述冲击电流取样模块输出的小电流信号和冲击电压取样模块输出的小电压信号，并分别对上述小电流信号和小电压信号进行分析，绘制对应的波形曲线。

上述正弦电流测量模块用于采集上述放电计数器校验仪输出的正弦电流，并测量正弦电流幅值。

上述上位机用于根据上述波形测量模块输出的波形曲线、以及正弦电流测量模块输出的正弦电流幅值，评价上述放电计数器校验仪的性能。

本申请实施例的避雷器用放电计数器校验仪整检装置，由于该整检装置包括整检主机和上位机，而整检主机包括将雷电冲击电流转化为小电流信号的冲击电流取样模块、将雷电冲击电压转化为小电压信号的冲击电压取样模块、分别对小电流信号和小电压信号进行分析并绘制对应波形曲线的波形测量模块、以及测量正弦电流幅值的正弦电流测量模块，上位机可根据波形测量模块输出的波形曲线、以及正弦电流测量模块输出的正弦电流幅值，评价放电计数器校验仪的性能，因此，不仅实现整检装置高集成化，且检测过程简单，可高效快速完成对放电计数器校验仪的性能检测。

可选地，以上述小电流信号对应的波形曲线为冲击电流波形曲线，以上述小电压信号对应的波形曲线为冲击电压波形曲线。

上述整检主机还包括上位机接口模块。上位机接口模块用于接收上述波形测量模块输出的冲击电流波形曲线、冲击电压波形曲线、以及上述正弦电流测量模块输出的正弦电流幅值。该上位机接口模块还用于将上述波形曲线、以及上述正弦电流幅值上传至上述上位机。

本实施例中，上位机接口模块为USB接口模块，上位机通过USB接口模块分别与波形测量模块和正弦电流测量模块连接。

优选地，上述上位机包括存储模块和控制模块。

上述存储模块内预存有雷电冲击电流波形的标准曲线和雷电冲击电压波形的标准曲线，存储模块内还预存有标准电流幅值。

上述控制模块与上位机接口模块连接，控制模块用于将上述波形曲线与对应的标准曲线进行对比，即将冲击电流波形曲线与雷电冲击电流波形的标准曲线进行对比，将冲击电压波形曲线与雷电冲击电压波形的标准曲线进行对比；控制模块还用于将上述正弦电流幅值与标准电流幅值进行对比，并基于各对比结果，评价上述放电计数器校验仪的性能。

在其他实施例中，上述存储模块内预存有雷电冲击电流波形的标准曲线和雷电冲击电压波形的预存曲线，其中，雷电冲击电压波形的预存曲线为用户指定的波形曲线。

本实施例中，控制模块可用于将小电压信号对应的波形曲线与用户指定的波形曲线进行对比，以评价上述放电计数器校验仪的性能。

进一步地，上述正弦电流测量模块还可用于采集上述放电计数器校验仪输出的正弦电压，并测量正弦电压幅值。

上述存储模块还预存有标准电压幅值。

本实施例中，上述控制模块还用于将上述正弦电压幅值与标准电压幅值进行对比，并基于工频电压幅值与标准电压幅值的差值，评价上述放电计数器校验仪的性能。

可选地，上述整检主机还包括电流发生模块，当没有电流通过放电计数器校验仪时，上述电流发生模块用于向放电计数器校验仪输入持续电流。

其中，当没有电流通过放电计数器校验仪时，通过电流发生模块仍可对放电计数器校验仪传送模拟的电流，以对放电计数器校验仪进行检测。

本实施例中，上述冲击电流取样模块为高精度分流器；上述冲击电压取样模块为高精度分压器；上述波形测量模块为高带宽示波器；上述正弦电流测量模块为高精度数字万用表。

可选地，高精度分流器为雷电冲击电流采样用分流器，波形测量模块为TektronixTBS1202B示波器，正弦电流测量模块为keysight的6 1/2多数位数字表。

可选地，上述整检主机还包括电源模块，上述电源模块连接到220V市电，上述电源模块分别给上述冲击电流取样模块、冲击电压取样模块、波形测量模块和正弦电流测量模块供电。本实施例中，上述电源模块还用于为上位机接口模块和电流发生模块供电。

如图2所示，本实施例的避雷器用放电计数器校验仪整检装置的检测方法，包括以下步骤：

S1. 通过冲击电流取样模块采集上述放电计数器校验仪输出的雷电冲击电流，并将上述雷电冲击电流转化为小电流信号。

S2. 通过冲击电压取样模块采集上述放电计数器校验仪输出的雷电冲击电压，并将上述雷电冲击电压转化为小电压信号。

S3. 通过波形测量模块分别接收上述小电流信号和小电压信号，并分别对上述小电流信号和小电压信号进行分析，绘制对应的波形曲线。

S4. 通过正弦电流测量模块采集上述放电计数器校验仪输出的正弦电流，并测量正弦电流幅值。

S5. 上位机根据上述波形曲线和正弦电流幅值，评价上述放电计数器校验仪的性能。

进一步地，评价上述放电计数器校验仪的性能之前，还包括以下步骤：

预先存储雷电冲击电流波形的标准曲线和雷电冲击电压波形的标准曲线，以及标准电流幅值。

可选地，评价上述放电计数器校验仪的性能之前，还包括预先存储标准电压幅值，以便于后续可采集上述放电计数器校验仪输出的正弦电压，并测量正弦电压幅值。

本实施例中，评价上述放电计数器校验仪的性能，具体包括以下步骤：

进行电流冲击信号计数校准时，将上述小电流信号对应的波形曲线与上述雷电冲击电流波形的标准曲线进行对比；当二者匹配时，判断上述放电计数器校验仪的电流冲击信号计数准确。

进行电压冲击信号计数校准时，将上述小电压信号对应的波形曲线与上述雷电冲击电压波形的标准曲线进行对比；当二者匹配时，判断上述放电计数器校验仪的电压冲击信号计数准确。

进行正弦波电流信号校准时，将上述正弦电流幅值与标准电流幅值进行对比，当二者的幅值偏差不超过偏差阈值时，判断上述放电计数器校验仪的正弦波电流信号准确。

可选地，通过上位机内的避雷器校准软件对控制模块进行控制，实现本实施例的检测方法。

本实施例的整检装置还包括外壳，上述冲击电流取样模块、冲击电压取样模块、波形测量模块和正弦电流测量模块均设置在外壳内。该外壳包括面板以及与面板相对的背板，上述面板上设有电源开关、显示屏、示波器电压信号输入口和示波器电流信号输入口，上述背板上设有冲击电压输入端子、冲击电流输入端子、正弦电流信号输入端子、以及接口模块。

其中，进行正弦波电流信号校准时，将放电计数器校验仪连接到正弦电流信号输入端子；进行电流冲击信号计数校准时，将放电计数器校验仪连接到冲击电流输入端子，且将冲击电流取样模块的输出端与波形测量模块的示波器电流信号输入口连接；进行电压冲击信号计数校准时，将放电计数器校验仪连接到冲击电压输入端子，且将冲击电压取样模块的输出端与波形测量模块的示波器电压信号输入口连接。

上述背板上还设有电源模块的电源接口，以连接到220V市电。

本实施例进行正弦波电流信号校准时，具体包括：

首先，通过背板的正弦电流信号输入端子，连接放电计数器校验仪的正弦电流信号输出端，通过接口模块连接至上位机，通过电源接口连接到220V市电；此时，校验类型选择为毫安表校验功能；

然后，启动避雷器用放电计数器校验仪，该放电计数器校验仪输出正弦电流，正弦电流测量模块采集该正弦电流，并测量正弦电流幅值通过USB接口模块传输至上位机；

最后，上位机将上述正弦电流幅值与标准电流幅值进行对比，当二者的幅值偏差不超过偏差阈值时，判断上述放电计数器校验仪的正弦波电流信号准确。当二者的幅值偏差超过偏差阈值时，判断上述放电计数器校验仪输出正弦波电流信号故障。

其中，正弦电流测量模块可自动进行信号采样，准确获取放电计数器校验仪输出的正弦电流信号的值，以及频率等信息。正弦电流测量范围为0.1mA~1A /50Hz，正弦电流测量精度为0.1%。

本实施例进行电流冲击信号计数校准时，具体包括：

首先，将背板的冲击电流输入端子连接放电计数器校验仪的雷电冲击电流信号输出端，将冲击电流取样模块的输出端与波形测量模块的示波器电流信号输入口连接，并通过接口模块连接至上位机，通过电源接口连接到220V市电；此时，校验类型选择为动作次数校验功能；

其次，启动避雷器用放电计数器校验仪，该放电计数器校验仪输出雷电冲击电流，冲击电流取样模块采集上述雷电冲击电流，并将上述雷电冲击电流转化为小电流信号；

然后，波形测量模块接收上述小电流信号，并对上述小电流信号进行分析，绘制对应的波形曲线，并采用标准通信协议传输至上位机；

最后，上位机将上述波形曲线与雷电冲击电流波形的标准曲线进行对比，若二者匹配，则自动进行计数，并将冲击次数和波形曲线在显示屏上进行显示。当小电流信号对应的波形曲线与标准曲线不匹配时，判断上述放电计数器校验仪计数故障。

本实施例中，上位机可通过IEC及国标规定的雷电冲击电流波形的标准曲线进行特征匹配，以准确识别标准的雷电冲击信号并计数。

可选地，按照IEC及国标规定，雷电冲击电流波形的标准曲线的波头时间为8us，半峰值时间为20us。冲击波用两数值的组合T1/T2来表示，T1表示波头时间（从10%峰值上升到90%峰值的时间），T2表示半峰值时间（从波头始点到波尾降至50%峰值的时间），时间单位均为us，记作T1/T2。其中，本实施例识别为8/20us冲击电流。本实施例中，时间误差：20%。

本实施例进行电压冲击信号计数校准时，具体包括：

首先，将背板的冲击电压输入端子连接放电计数器校验仪的雷电冲击电压信号输出端，将冲击电压取样模块的输出端与波形测量模块的示波器电压信号输入口连接，并通过接口模块连接至上位机，通过电源接口连接到220V市电；此时，校验类型选择为动作次数校验功能；

其次，启动避雷器用放电计数器校验仪，该放电计数器校验仪输出雷电冲击电压，冲击电压取样模块采集上述雷电冲击电压，并将上述雷电冲击电压转化为小电压信号；

然后，波形测量模块接收上述小电压信号，并对上述小电压信号进行分析，绘制对应的波形曲线，并采用标准通信协议传输至上位机；

最后，上位机将上述波形曲线与雷电冲击电压波形的标准曲线进行对比，若二者匹配，则自动进行计数，并将冲击次数和波形曲线在显示屏上进行显示。当小电压信号对应的波形曲线与标准曲线不匹配时，判断上述放电计数器校验仪计数故障。

可选地，当存储模块内预存的雷电冲击电压波形的预存曲线为用户指定的波形曲线时，上位机将上述波形曲线与用户指定的波形曲线进行对比，若二者匹配，则自动进行计数，并将冲击次数和波形曲线在显示屏上进行显示。

本实施例的检测方法，适用于上述各整检装置，不仅检测过程简单，还可高效快速完成对放电计数器校验仪的性能检测。

本申请不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种避雷器用放电计数器校验仪整检装置，用于对避雷器用放电计数器校验仪进行性能检测，其特征在于，其包括整检主机和与整检主机连接的上位机，所述整检主机包括：

冲击电流取样模块，其用于采集所述放电计数器校验仪输出的雷电冲击电流，并将所述雷电冲击电流转化为小电流信号；

冲击电压取样模块，其用于采集所述放电计数器校验仪输出的雷电冲击电压，并将所述雷电冲击电压转化为小电压信号；

波形测量模块，其用于分别接收所述小电流信号和小电压信号，并分别对所述小电流信号和小电压信号进行分析，绘制对应的波形曲线；

正弦电流测量模块，其用于采集所述放电计数器校验仪输出的正弦电流，并测量正弦电流幅值；

所述上位机用于根据所述波形曲线和正弦电流幅值，评价所述放电计数器校验仪的性能。

2.如权利要求1所述的避雷器用放电计数器校验仪整检装置，其特征在于，以所述小电流信号对应的波形曲线为冲击电流波形曲线，以小电压信号对应的波形曲线为冲击电压波形曲线；

所述整检主机还包括：

上位机接口模块，其用于接收所述波形测量模块输出的冲击电流波形曲线、冲击电压波形曲线、以及所述正弦电流测量模块输出的正弦电流幅值；其还用于将所述波形曲线、以及正弦电流幅值上传至所述上位机。

3.如权利要求1所述的避雷器用放电计数器校验仪整检装置，其特征在于，所述上位机包括：

存储模块，其内预存有雷电冲击电流波形的标准曲线和雷电冲击电压波形的标准曲线，还预存有标准电流幅值；

控制模块，其用于将所述波形曲线与对应的标准曲线进行对比，以及将所述正弦电流幅值与标准电流幅值进行对比，并基于各对比结果，评价所述放电计数器校验仪的性能。

4.如权利要求3所述的避雷器用放电计数器校验仪整检装置，其特征在于：所述正弦电流测量模块还用于采集所述放电计数器校验仪输出的工频电压，并测量工频电压幅值；

所述存储模块还预存有标准电压幅值。

5.如权利要求1所述的避雷器用放电计数器校验仪整检装置，其特征在于：所述整检主机还包括电流发生模块，所述电流发生模块用于当没有电流通过放电计数器校验仪时，向放电计数器校验仪输入持续电流。

6.如权利要求1所述的避雷器用放电计数器校验仪整检装置，其特征在于：所述冲击电流取样模块为高精度分流器；

所述冲击电压取样模块为高精度分压器；

所述波形测量模块为高带宽示波器；

所述正弦电流测量模块为高精度数字万用表。

7.如权利要求1所述的避雷器用放电计数器校验仪整检装置，其特征在于：所述整检主机还包括电源模块，所述电源模块分别给所述冲击电流取样模块、冲击电压取样模块、波形测量模块和正弦电流测量模块供电。

8.一种避雷器用放电计数器校验仪整检装置的检测方法，其特征在于，其包括步骤：

采集所述放电计数器校验仪输出的雷电冲击电流，并将所述雷电冲击电流转化为小电流信号；

采集所述放电计数器校验仪输出的雷电冲击电压，并将所述雷电冲击电压转化为小电压信号；

分别接收所述小电流信号和小电压信号，并分别对所述小电流信号和小电压信号进行分析，绘制对应的波形曲线；

采集所述放电计数器校验仪输出的正弦电流，并测量正弦电流幅值；

根据所述波形曲线和正弦电流幅值，评价所述放电计数器校验仪的性能。

9.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于，评价所述放电计数器校验仪的性能之前，还包括：

预先存储雷电冲击电流波形的标准曲线和雷电冲击电压波形的标准曲线，以及标准电流幅值。

10.如权利要求9所述的检测方法，其特征在于，评价所述放电计数器校验仪的性能，具体包括：

将所述小电流信号对应的波形曲线与所述雷电冲击电流波形的标准曲线进行对比；当二者匹配时，判断所述放电计数器校验仪的电流冲击信号计数准确；

将所述小电压信号对应的波形曲线与所述雷电冲击电压波形的标准曲线进行对比；当匹配时，判断所述放电计数器校验仪的电压冲击信号计数准确；

将所述正弦电流幅值与标准电流幅值进行对比，当二者的幅值偏差不超过偏差阈值时，判断所述放电计数器校验仪的正弦电流正弦波电流信号准确。

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